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REVISTA DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICA, TECNOLÓGICA Y CULTURAL
Realidad Virtual 
bajo una visión 
modular de 
Industria 4.0
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https://pixabay.com/es/photos/red-tierra-cadena-articulada-globo-3537389/
Por: Juan P. Navarro Londoño*
 Luis E. Vallejo Sánchez**
L
* Instructor, Grupo de Investigación SUOMAYA, 
Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA) 
Bogotá, Colombia. 
 junavarrol@sena.edu.co
** Instructor, Grupo de Investigación SUOMAYA, 
Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA) 
Bogotá, Colombia. 
 vallejo1845@misena.edu.co
1 Unreal Engine es la herramienta de creación 3D en tiempo real más abierta y avanzada del mundo. Brinda a los creadores de todas las industrias 
la libertad y el control para ofrecer contenido de vanguardia, experiencias interactivas y mundos virtuales inmersivos. (Games, s.f.)
(…) el objetivo de este artículo es demostrar 
el resultado del proceso de investigación, 
en la virtualización de una planta industrial 
de producción de Café, la cual implementa 
comunicación entre máquinas para facilitar los 
procesos de entrenamiento de los trabajadores en 
un entorno simulado
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Introducción
a industria 4.0, consiste en la digitalización de los procesos 
productivos en las fábricas, mediante sensores y sistemas 
de información para transformar los procesos productivos y 
hacerlos más eficientes. En otras palabras, es la introducción 
de tecnologías digitales en las fábricas (2ACAD.es). El pilar 
de realidad virtual es en el cual se centra este proceso 
de investigación para medir el impacto en monitoreo, 
distribución y entrenamiento en una planta industrial 
de producción de café, el cuál es uno de los productos 
insignia de exportación del mercado colombiano. La 
industria 4.0 supone un cambio de mentalidad importante 
para quienes la implementen en sus empresas o fábricas, 
puesto que supondrá una fuente de competitividad para 
las industrias occidentales con: costes de mano de obra, 
costes de energía y niveles de compromiso social, mucho 
más elevados que sus homólogos de países emergentes 
(MacDougall, 2014).
A nivel local, estas fábricas inteligentes están 
proyectadas para su implementación durante los 
próximos años. Por lo anterior, ¿podrá la aplicación 
de tecnologías de la industria 4.0, como la realidad 
virtual, mejorar la competitividad y productividad 
de las empresas locales? 
Un sistema de entrenamiento virtual interactivo 
puede mejorar el conocimiento técnico y tácito 
de una máquina industrial. Teniendo en cuenta, 
que puede ayudar a reducir riesgos de manejo, 
detenciones en la cadena de producción, reco-
nocimiento de procesos invisibles y mayor vida 
útil de las máquinas (Haase, Termath-Bechstein & 
Martsch, 2012). Esto permite que el ambiente de 
aprendizaje virtual ayude a las personas que están 
siendo entrenadas a familiarizarse rápidamente con 
cada máquina, permitiéndoles simular su proceso 
de trabajo en un entorno seguro, que les permita 
ganar la confianza que necesitan. Esto puede 
ayudar a reducir los tiempos de entrenamiento 
frente a máquinas reales evitando riesgos físicos 
y que puedan afectar la cadena de producción 
industrial (Haase et al., 2014).
Para lograr inmersión en la aplicación del sistema 
virtual interactivo de aprendizaje, correspondiente 
al presente proceso 
de inves t igac ión 
aplicada, se utilizará 
el sistema de Oculus 
Rift 2, que consiste 
en una montura 
liviana para la cabeza 
con auriculares. Este 
permite al usuario, 
mirar en cualquier di-
rección y posicionarse 
virtualmente en el es-
pacio tridimensional, 
estimulando el sistema visual (Desai, Desai, Ajmera, 
& Mehta, 2014). 
Por consiguiente, el objetivo de este artículo es 
demostrar el resultado del proceso de investigación, 
en la virtualización de una planta industrial de 
producción de Café, la cual implementa comunica-
ción entre máquinas para facilitar los procesos de 
entrenamiento de los trabajadores en un entorno 
simulado.
Digitalización 3D
En primer lugar, para la virtualización de la planta 
se logró contar con un equipo de trabajo entre 
instructores, aprendices y egresados para producir 
el aplicativo de realidad virtual. Este equipo de 
trabajo se encargó de desarrollar el modelado 
3D, el texturizado, la iluminación e integración del 
entorno virtual en un motor de juego conocido 
Unreal Engine. Este motor de juego es conocido 
por su gran capacidad de obtener resultados 
foto realistas y por su facilidad de programar la 
interactividad de usuario, utilizando un sistema de 
nodos conocido como blueprints. 
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FullInvestiga 3938
En la Figura 1 se puede evidenciar el resultado del proceso de digitalización de los objetos, mobiliarios 
y máquinas pertenecientes a la planta industrial de producción de café. 
Integración y navegación
Posteriormente, el equipo de trabajo del proyecto de 
investigación se enfrentó a aspectos técnicos impor-
tantes para que el entorno virtual pudiese funcionar 
Esto es importante tenerlo en cuenta al momento 
de desarrollar aplicativos de realidad virtual, ya 
que un framerate inferior a 90FPS puede producir 
mareos, nauseas o vértigo en algunos usuarios.
Al desarrollar la navegación del entorno, se 
utilizó el control remoto básico de las gafas 
para teletransportar al usuario al apuntar en 
un punto específico del espacio. Así mismo, se 
añadió un pequeño portal en forma de halo, para 
teletransportar al usuario entre los 2 pisos de la 
planta de café, para evitar mareos en el usuario 
al navegar por el entorno. 
En la Figura 2 se puede observar el resultado final 
del proceso de integración en el motor de juego. 
2 Cantidad de imágenes por segundo que muestra en tiempo real un motor de juego para simular movimiento.
Figura 1. Avance del proceso de elementos
Figura 2. Resultado del proceso de Virtualización de la planta de café. 
Fuente: (Navarro, Quintero, Vallejo, & Vargas, 2019)
correctamente en el motor de juego en conjunto con 
las gafas de realidad virtual. Uno de estos aspectos, 
es relacionado a la cantidad de polígonos visibles en 
tiempo real, el cual debía mantenerse balanceado 
con el fin de obtener un framerate mayor a 90FPS2.
Fuente: (Navarro, Quintero, Vallejo, & Vargas, 2019)
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FullInvestiga 4140
Diseño de interfaz
En esta última fase del proyecto, se realizó un 
estudio del proceso de funcionamiento para la 
cadena de producción de una planta industrial 
de café, que inició con la máquina trilladora 
encargada de procesar los bultos de café de 
grano robusta o arábica, los cuáles pasan por 
una banda transportadora a la tostadora hasta 
el proceso de empaque final. De igual manera, 
se realizó una planeación minuciosa del diseño 
de interfaz y la interacción del usuario con 
las máquinas teniendo en cuenta el proceso 
de producción mencionado anteriormente 
(Stoltz et al., 2017). En el diagrama de flujo de 
la Figura 3, se puede observar el resultado de 
la planeación para la interacción del usuario 
en el entorno virtual.
En el desarrollo de la aplicación se integran dos 
variables que puede controlar el instructor. Una 
de ellas, es la probabilidad de daños que puede 
ser baja, media o alta, en el funcionamiento de 
las máquinas al iniciar la cadena de producción. 
Así mismo, el instructor puede controlar la 
variable de tiempo para agilizar el proceso de 
evaluación, teniendo en cuenta que requiera 
evaluar el desempeño de grupos grandes. 
Lo expuesto anteriormente, se puede visualizar en 
un video que demuestra el resultado del proceso 
de investigación en el siguiente hipervínculo: 
https://bit.ly/3meQmbj 
Conclusiones
Por medio del proyecto de investigación se logró 
desarrollar un software de realidad virtual que 
permite simular un proceso de producción industrial, 
en el cuálse encuentran variables de fallos, velocidad 
de simulación, y cantidad de mercancía. 
El proceso de investigación queda abierto a la 
medición del impacto en los procesos de producción 
industrial, ya que, por temas de bioseguridad, no 
es posible realizar una evaluación con diferentes 
individuos que interactúen en el software con las 
gafas de realidad virtual.
El punto más fuerte es la comunicación entre 
máquinas en las simulaciones, ya que al afectarse 
el funcionamiento de alguna, toda la cadena de 
producción se modifica en tiempo real.
Queda abierta la posibilidad de que este software 
de entrenamiento pueda implementarse en 
otros contextos de producción industrial, para 
evaluar el mejoramiento de los procesos de 
entrenamiento.
Figura 3. Diagrama de flujo interactividad e interfaz
Simulación
Al iniciar la simulación, el usuario tiene la posibilidad 
de interactuar y activar cualquiera de las 4 máquinas 
que son: trilladora, banda transportadora, tostadora 
y empaquetadora. Al activar cualquiera de estas 
máquinas, se inicia la simulación con una cantidad 
de 3 bultos a procesar, teniendo en cuenta que las 
máquinas se comunican entre sí dependiendo de 
los bultos disponibles en el almacén de la planta. 
Cada máquina cuenta, con su propia interfaz, 
donde se puede visualizar información sobre el 
tipo de máquina, el proceso que está realizando y 
el estado de daños y fallas.
Por otra parte, el usuario puede desplazarse hacia el 
almacén y se le permite realizar pedidos adicionales 
para que aumente la cantidad de bultos de café con 
una variable de tiempo de entrega. Cuando los bultos 
son entregados en el almacén, el usuario escuchara 
una alarma característica independientemente de 
su ubicación en el entorno virtual.
Referencias
2ACAD.es. (s.f.). Los nueve pilares de la Industria 4.0. Los nueve pilares de la Industria 4.0. Obtenido de https://
www.2acad.es/los-nueve-pilares-de-la-industria-4-0/.
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Colombia sede Pasto. Planta Modular para el procesamiento del café en la Universidad Cooperativa de 
Colombia sede Pasto. (Youtube, Ed.) Obtenido de https://youtu.be/xW3czt1CFY0
Desai, P. R., Desai, P. N., Ajmera, K. D., & Mehta, K. (2014). A Review Paper on Oculus Rift-A VirtualReality Headset. 
International Journal of Engineering Trends and Technology (IJETT), 13. Obtenido de https://arxiv.org/
ftp/arxiv/papers/1408/1408.1173.pdf
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com/en-US/Platforms/VR/OculusVR/OculusRift/BestPractices/index.html
Games, E. (s.f.). Unreal Engine. Obtenido de https://www.unrealengine.com/en-US/
Haase, T., Termath-Bechstein, W., & Martsch, M. (2012). Virtual Reality-based training for the maintenance of 
high voltage equipment. Urban, B. (ed.) eLearning Baltics. Obtenido de https://www.researchgate.net/
publication/281030974_Virtual_Reality-based_training_for_the_maintenance_of_high_voltage_equipment
Haase, T., Weisenburger, N., Termath, W., Frosch, U., Bergmann, D., & Dick, M. (2014). The Didactical Design of 
Virtual Reality Based Learning Environments for Maintenance Technicians. Virtual, Augmented and Mixed 
Reality. Applications of Virtual and Augmented Reality. doi:https://doi.org/10.1007/978-3-319-07464-1_3
MacDougall, W. (2014). Industrie 4.0: Smart Manufacturing for the Future. Germany Trade & Invest. Obtenido de 
https://www.pac.gr/bcm/uploads/industrie4-0-smart-manufacturing-for-the-future-en.pdf
Navarro, J. P., Quintero, N., Vallejo, L. e., & Vargas, N. (2019).
Stoltz, M.-H., Giannikas, V., McFarlane, D., Strachan, J., Um, J., & Srinivasan, R. (2017). Augmented Reality in 
Warehouse Operations: Opportunities and Barriers. IFAC-PapersOnLine, 50, 12979-12984. doi:https://
doi.org/10.1016/j.ifacol.2017.08.1807
Fuentes: (Navarro, Quintero, & Vallejo, 2019)
https://bit.ly/3meQmbj